Пантограф має контактний полоз. закріплений на рухомих пристроях - каретках. Каретки закріплені на верхніх рамах пантографа. Верхні рами утворені сталевими трубками з діагональними зв'язками для збільшення поперечної жорсткості, нижні рами виконані найчастіше з конусоподібних труб, або з швелерів зі змінним перетином, які кріпляться до поворотним головним валів. Верхні і нижні рами з'єднані один з одним за допомогою шарнірів з голчастими підшипниками. Вся рухома конструкція пантографа з поворотними валами встановлена через піввісь в основу. Підстава пантографа через ізолятори жорстко закріплено на даху.
Всі частини пантографа знаходяться під повним напругою контактної мережі. Струм протікає і через шарнірні з'єднання пантографа, для зменшення електрокорозіі і перехідного опору в з'єднаннях все шарніри мають гнучкі мідні шунти. Для підйому і опускання пантографа на трамваях використовується механічний привід (наприклад, трос-мотузка в кабіну) або електропривод з дистанційним керуванням (на сучасних трамваях), на електропоїздах і електровозах - пневматичний.
На електровозах пантографи встановлюються на кожній секції. але не менше двох на електровоз. Тобто на односекційних електровозах - два (для надмірності). [2] На електровозах постійного струму може встановлюватися по два пантографа на секцію, бо більш низьке, ніж при змінному струмі. напруга в контактній мережі обумовлює більш високі струми при рушанні і розгоні. Тому при поганому контакті між контактним проводом і контактним полозом струмоприймача може виникати електрична дуга. що створює небезпеку пережога контактного проводу.
На електропоїздах і електросекції встановлюється по одному пантограф на моторному вагоні кожної секції. Трамваї зазвичай мають по одному струмоприймачі на моторний вагон. (Але трапляються й винятки, наприклад вагон типу 71-88Г.) Сучасні багатосекційні трамваї при необхідності також можуть комплектуватися двома струмоприймачами (по одному на кожну головний секцію).
Провід підвісної контактної мережі, призначеної для використання транспортними засобами, обладнаними пантографом, вкладають лише строго уздовж шляху руху, а з невеликим зигзагом. Це сприяє рівномірному зносу контактного полоза пантографа.
Практика використання пантографа на електровозах та електропоїздах Правити
Пошкодження пантографа в результаті відхилення проводів від нормального положення і зіткнення з елементами контактної мережі при її несправності або наявності на ній сторонніх предметів
На електровозах, що мають два або більше пантографа, при русі зазвичай піднімають лише задній по ходу пантограф (при обмерзання контактної мережі піднімають обидва пантографа). На потужних електровозах постійного струму, при наявності чотирьох пантографів на локомотив, піднімають два задніх пантографа (один на передній секції, один на задній (при обмерзання контактної мережі піднімають всі чотири пантографа). Це може бути пов'язано з декількома міркуваннями: [джерело не вказано 343 дня]
- При поломці пантографа він падає назад по ходу руху. Пантограф зазвичай розташований на даху локомотива біля кабіни управління, в той час як на даху над машинним відділенням зазвичай розташоване дахове обладнання (деталі системи охолодження, реостати, ресивери, головні вимикачі, грозорозрядники та ін.). У багатьох електровозів при падінні переднього по ходу руху пантографа тому він може пошкодити все дахове обладнання (при відсутності захисного кожуха), що може призвести до втрати локомотивом можливості руху своїм ходом. У той же час задній по ходу пантограф при поломці падає на дах невикористаної кабіни управління, вагони або на рейки, де зазвичай немає життєво важливого обладнання.
- Якщо машиніст при русі помітить несправність контактної мережі, яка загрожує поломкою пантографа (наприклад, обрив струни підвіски контактного проводу), у нього буде більше часу на опускання заднього пантографа, ніж переднього.
- Локомотив під час руху створює перед собою зону стиснення повітря, з якої повітря закінчується в сторони і вгору. Повітря, що рухається вгору, піднімає контактний провід, і за рахунок цього для переднього пантографа створюються найгірші умови контакту, загрозливі поломкою пантографа від стиснення повітря вгору, ніж для заднього. (Значення цього фактора зростає зі збільшенням швидкостей руху.)
На багатосекційних локомотивах, електропоїздах і електромотрісах немає необхідності піднімати пантограф на кожній секції або моторному вагоні, так як секції з'єднані між собою високовольтної шиною, що проходить по даху або по зчепленні. Тому піднімають лише стільки пантографів, скільки необхідно для забезпечення нормального токос'ёма і безпеки контактного проводу від перепалу.
На потужних електровозах постійного струму, які споживають великий струм і мають більше одного струмоприймача на секцію (наприклад, ЧС200. ВЛ15. 2ЕС10 «Граніт» та «Святогор»), під час найбільшого енергоспоживання (при рушанні і розгоні) можуть бути підняті всі пантографи для забезпечення більшої кількості точок токос'ёма щоб уникнути перевитрати контактної мережі. Після розгону (30-50 км / ч) передні по ходу пантографи опускають.
Полупантограф (назва в англійській мові - single arm pantograph) або асиметричний струмоприймач - зовні виглядає, як половина звичайного пантографа. (В РФ застосовуються і так звані симетричні полупантографи - двохважелі ТЛ-13У і ТЛ-14М, тоді як пантографами називають четирёхричажние струмоприймачі). Переваги полупантографа перед звичайним пантографом такі:
- Менша маса.
- Коливання полупантографа при русі менше розгойдують елементи контактної мережі. що забезпечує кращий притиск полоза струмоприймача до контактного проводу та, таким чином, кращий токос'ём. Це особливо важливо при швидкостях руху понад 60-70 км / ч.
- Потрібно менше місця на даху, що полегшує розміщення дахового обладнання. Деякі види електричного рухомого складу, розраховані на роботу з декількома системами електроживлення (Многосістемность), мають різні пантографи для різних видів струму живлення.
- Менша матеріаломісткість.
- Потрібна менша потужність приводу для підйому і опускання полупантографа.
Однак є у полупантографа і недолік - менша міцність. Відомі випадки, коли господарства, не здатні підтримувати рухомий склад і контактну мережу в належному стані, переобладнали полупантографи в пантографи.
Незважаючи на несиметричну конструкцію, що нагадує бугель, полупантограф, як і пантограф, дозволяє рух в обох напрямках: при нормальній експлуатації горизонтальні навантаження малі, несправність ж контактної мережі, що призводить до появи на дроті виступає деталі, ламає як ту, так і іншу конструкцію. [3]
Якщо залізничні пантографи стали застосовуватися вже на найперших електричних залізницях, то трамвайні пантографи з'явилися не відразу. До масового поширення трамвайних пантографів досить широко були поширені трамваї з нафтовими і бугельних струмоприймачами. (Показово, зокрема, те, що деякі міста продовжують експлуатувати трамваї з штанговим струмоприймача, незважаючи на те, що пантограф набагато надійніше нафтового приймача.)
Стиль цього розділу неенціклопедічен або порушує норми російської мови.
Пантограф проти штанги Правити
Перші трамваї з пантографами з'явилися в США в 30-і роки. До цього в США застосовувався тільки штанговий струмоприймач. використовувався і в багатьох інших країнах Америки і деяких країнах Європи. Але штанговий струмоприймач володіє наступними недоліками:
- потребує пристрої стрілок на контактному проводі (подібна проблема існує і в сучасних тролейбусних системах, так як тролейбус дуже часто не може експлуатувати пантограф);
- схильний до ризику сходження з контактного проводу, - сход сучасних тролейбусних струмознімальних штанг, які є нащадками трамвайних струмознімальних штанг, з проводів контактної лінії по сей день подія досить часте;
- порівняно важкокерована, - розробка дистанційного керування токос'емноє штангами, особливо тролейбусними, - нетривіальне завдання (до сих пір водії багатьох тролейбусів часто змушені вручну опускати і піднімати струмознімальних штанги);
- порівняно громіздкий, - в опущеному вигляді трамвайна штанга або дві тролейбусні штанги займають половину даху трамвайного вагона або кузова тролейбуса відповідно.
Пантограф від усіх цих недоліків вільний. Зокрема:
Пантограф також симетричний відносно напрямку руху - допускає рух в обох напрямках з однаковою швидкістю. Штанговий струмоприймач (будь-який) такою властивістю не володіє. Тобто, і трамвай з штанговим струмоприймачем, і тролейбус можуть досить швидко їхати тільки вперед, але назад і той, і інший можуть їхати тільки порівняно повільно. Трамвай же з пантографом може однаково швидко їхати і вперед, і назад. Останній фактор обумовлює той факт, що практично всі сучасні двосторонні трамваї оснащуються тільки пантографами (або полупантографамі). Природно, пантограф практично витіснив штангу, і переважна більшість сучасних трамваїв використовують пантографи або полупантографи. Трамваї ж зі штанговими струмоприймачами збереглися лише в дуже невеликій кількості міст, де вони, крім транспортної функції, укупі з міською архітектурою виконують декоративну функцію.
Пантограф проти бугеля Правити
Компанія Siemens розробляє вантажівка з гібридним двигуном. використовує пантограф. [4] Використання пантографа (на відміну від штанги в тролейбусах), не вимагає зупинки для під'єднання / від'єднання від мережі. Примітно те, що за такою ж схемою можуть бути обладнані пантографами і перспективні тролейбуси і дуобус.